KR101510020B1 - Robot arm - Google Patents

Robot arm Download PDF

Info

Publication number
KR101510020B1
KR101510020B1 KR20130158790A KR20130158790A KR101510020B1 KR 101510020 B1 KR101510020 B1 KR 101510020B1 KR 20130158790 A KR20130158790 A KR 20130158790A KR 20130158790 A KR20130158790 A KR 20130158790A KR 101510020 B1 KR101510020 B1 KR 101510020B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
wire
link
pair
joint part
joint
Prior art date
Application number
KR20130158790A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
천주영
고훈건
Original Assignee
현대자동차주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 현대자동차주식회사 filed Critical 현대자동차주식회사
Priority to KR20130158790A priority Critical patent/KR101510020B1/en
Priority to JP2014173025A priority patent/JP2015116661A/en
Priority to US14/513,848 priority patent/US9669541B2/en
Priority to DE102014221518.8A priority patent/DE102014221518B4/en
Priority to CN201410643057.3A priority patent/CN104723357B/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101510020B1 publication Critical patent/KR101510020B1/en

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/10—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements
    • B25J9/104—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements with cables, chains or ribbons
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J17/00—Joints
    • B25J17/02—Wrist joints
    • B25J17/0208—Compliance devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J18/00—Arms
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/06—Programme-controlled manipulators characterised by multi-articulated arms
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/10—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements
    • B25J9/106—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements with articulated links
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S901/00—Robots
    • Y10S901/14—Arm movement, spatial
    • Y10S901/15—Jointed arm
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T74/00—Machine element or mechanism
    • Y10T74/20—Control lever and linkage systems
    • Y10T74/20207—Multiple controlling elements for single controlled element
    • Y10T74/20305—Robotic arm
    • Y10T74/20323—Robotic arm including flaccid drive element

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manipulator (AREA)

Abstract

The present invention relates to a robot arm comprising: a first joint connected to an end of a wire and rotating when the wire is pulled; a second joint connected to the first joint via a link; and a wire guide comprising a rotary plate installed to freely rotate on the second joint and a pair of idle rollers arranged in contact with the rotary plate all the time, wherein the wire guide passes between the wire and the idle roller.

Description

로봇팔{ROBOT ARM}Robot arm {ROBOT ARM}

본 발명은 로봇팔에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 와이어로 구동되는 다수개의 관절을 가진 로봇팔에 있어서 관절의 회전에 따른 와이어의 길이변화가 발생하지 않도록 하는 로봇팔에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a robot arm, and more particularly, to a robot arm having a plurality of joints driven by wires, in which a change in length of a wire does not occur due to rotation of a joint.

로봇팔, 특히 산업현장에서 사용되는 착용식 로봇팔은 다수개의 링크와 관절로 구성되어 착용자의 팔을 따라 함께 이동하며, 착용자가 중량물을 홀딩하여 중량물의 위치를 이동시킬 때 착용자의 움직임에 보조력을 더함으로써 착용자가 무거운 중량물도 어려움 없이 옮길 수 있도록 한다. A robotic arm, particularly a wearable robot arm used in an industrial field, is composed of a plurality of links and joints and moves together along the wearer's arm. When a wearer holds a heavy object and moves the position of the heavy object, So that the wearer can carry heavy loads without difficulty.

종래에는 이러한 착용식 로봇팔의 관절마다 모터가 구비되어 팔 전체를 통틀어 다수개의 모터가 구비되었으나 이는 로봇팔의 중량을 과도하게 증가시키는 원인이 되었고, 착용자가 과도한 중량으로 인해 쉽게 피로하게 됨에 따라 작업의 효율이 크게 떨어지게 되는 문제점이 있었다.Conventionally, a motor is provided for each joint of the wearable robot arm, and a plurality of motors are provided for the entire arm. However, this causes an excessive increase in the weight of the robot arm. As the wearer is easily tired due to excessive weight, The efficiency of the apparatus is greatly deteriorated.

따라서 이를 해결하기 위하여 최근 관절마다 모터를 구비하는 것이 아니라 다수개의 관절을 연결하는 와이어와 상기 와이어를 구동하는 구동부를 구비함으로써 소수의 구동부를 통해 다수개의 관절을 움직이도록 하여 로봇팔의 중량을 감소시키고자 하였다. Therefore, in order to solve this problem, a wire connecting a plurality of joints and a driving unit for driving the wire are provided instead of having a motor for every joint, so that a plurality of joints are moved through a small number of driving units to reduce the weight of the robot arm .

이에 대해, 종래의 KR10-2011-0080922 A "로봇 핸드 및 이를 포함하는 로봇"은 "베이스(base)부와, 상기 베이스부에 결합되는 복수의 손가락 구조체와, 상기 복수의 손가락 구조체를 구동하는 구동부와, 상기 구동부로부터 상기 복수의 손가락 구조체로 구동력을 전달하는 와이어(wire)를 포함하고, 상기 손가락 구조체 각각은 상기 베이스부와 상기 손가락 구조체 사이를 연결하는 엠피(MP, meta phalangeal)관절부를 포함하며, 상기 엠피 관절부는 롤(roll) 방향으로 회전하는 엠피 롤 관절부와, 피치(pitch) 방향으로 회전하는 엠피 피치 관절부를 포함하고, 상기 엠피 롤 관절부와 엠피 피치 관절부는 서로 오프셋(offset)이 형성되도록 분리되어 배치되는 것을 특징으로 하는 로봇 핸드(robot hand)"를 제시한다.
On the other hand, the conventional KR 10-2011-0080922 A "robotic hand and robot including the same" has a base portion, a plurality of finger structures coupled to the base portion, And a wire for transmitting a driving force from the driving unit to the plurality of finger structures, wherein each of the finger structures includes an MP (meta phalangeal) joint connecting the base and the finger structure, And the MPRI joint part includes an MPRI joint part rotating in a roll direction and an MPRI joint part rotating in a pitch direction, wherein the MPRI joint part and the MPFE joint part are offset from each other Quot; robot hand " characterized in that the robot hand is disposed separately.

그러나 이러한 종래의 기술에 의하더라도, 특정 링크의 동작을 위해 와이어에 장력을 주어 로봇팔이 동작하게 될 때 링크간 상대각도가 변화하면서 함께 와이어의 길이가 변화하는 것을 해결할 수는 없었다. However, even with this conventional technique, it has not been possible to solve the problem that the relative angles between the links are changed and the length of the wire is changed together when the robot arm is operated by applying tension to the wire for the operation of the specific link.

도 1은 이러한 문제점을 잘 보여주는데, 제1링크(11)와 제2링크(13) 및 제3링크(15)가 구비되고, 제1링크(11)와 제2링크(13)를 잇는 제1관절부(12), 그리고 제2링크(13)와 제3링크(15)를 잇는 제2관절부(14)를 구비하는 로봇팔에 있어서, 외력에 의해 상기 제2링크(13)가 제2관절부(14)를 중심으로 회전하게 되면 링크사이의 각도가 증가되면서 제1링크(11)와 연결된 와이어(20)의 길이가 변화되어 버린다. 다시말해, 제2관절부(14)에는 와이어(20)의 절곡을 위해 롤러(30)가 마련되고, 상기 롤러(30)의 외주면 중 일부와 상기 와이어(20)가 접촉되며, 링크사이의 각도가 증가되면 상기 와이어(20)가 상기 롤러와 접하는 길이도 함께 증가하게 되어 절곡에 의한 길이변화가 발생하게 되는 것이다. 1 shows this problem in a well-known manner. The first link 11, the second link 13 and the third link 15 are provided, and the first link 11 and the second link 13, And a second joint part (14) connecting the joint part (12) and the second link (13) and the third link (15), characterized in that the second link (13) 14, the angle between the links is increased and the length of the wire 20 connected to the first link 11 is changed. In other words, the second joint part 14 is provided with a roller 30 for bending the wire 20, and a part of the outer circumferential surface of the roller 30 is in contact with the wire 20, The length of the wire 20 in contact with the roller also increases together with a change in length due to the bending.

절곡되는 길이변화가 발생하면 미리 설정된 와이어(20)의 이동거리에 따라 제어가 이루어지는 와이어 제어식 로봇팔에 있어서 조작의 오류 내지는 조작 불능 상태가 발생하게 되어 상품성을 저하시키는 문제점이 있어왔던 것이다.
There has been a problem in that if a change in the length of the bending is caused, an error or an unmanageable state of operation occurs in the wire-controlled robot arm in which control is performed in accordance with the movement distance of the wire 20 set in advance.

상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
It should be understood that the foregoing description of the background art is merely for the purpose of promoting an understanding of the background of the present invention and is not to be construed as an admission that the prior art is known to those skilled in the art.

KRKR 10-2011-008092210-2011-0080922 AA (2011.07.13)(July 13, 2011)

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 링크간 각도 변화에 따라 특정 링크와 결합된 와이어의 길이변화가 발생되지 않도록 와이어가 항상 각도 변화가 발생한 관절의 중심을 지나도록 하는 와이어 가이드를 구비한 로봇팔을 제공하는데 그 목적이 있다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been proposed in order to solve such a problem, and has a wire guide for allowing a wire to always pass through the center of a joint where an angle change occurs so that a change in the length of a wire coupled with a specific link does not occur, The purpose is to provide a robot arm.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 로봇팔은 와이어의 단부와 연결되어 와이어의 당김작용시 회전하는 제1관절부; 상기 제1관절부와 링크로 연결되는 제2관절부; 및 상기 제2관절부에 자유회전될 수 있도록 설치된 회전판과 회전판상에 항상 접하도록 마련된 한 쌍의 아이들롤러로 구성되고 상기 와이어가 아이들롤러의 사이를 경유하는 와이어 가이드;를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a robot arm comprising: a first joint part connected to an end of a wire and rotated when the wire is pulled; A second joint part linked with the first joint part; And a wire guide configured by a rotary plate provided to freely rotate on the second joint portion and a pair of idle rollers always in contact with the rotary plate, the wire passing between the idle rollers.

상기 회전판에는 상기 제2관절부에 삽입되는 삽입축이 마련되고, 상기 삽입축의 외주면에 베어링이 마련되어 상기 제2관절부가 상기 삽입축을 중심으로 자유회동 할 수 있다.The rotation plate is provided with an insertion shaft inserted into the second joint part, and a bearing is provided on the outer circumferential surface of the insertion shaft, so that the second joint part can freely turn around the insertion shaft.

상기 회전판의 축방향으로 한 쌍의 아이들롤러 축이 삽입되고, 상기 아이들롤러 축의 단부에 상기 아이들롤러가 마련될 수 있다.A pair of idler roller shafts are inserted in the axial direction of the rotary plate, and the idler rollers are provided at the ends of the idler roller shafts.

상기 한 쌍의 아이들롤러는 상기 회전판의 외측으로 돌출되게 마련될 수 있다.The pair of idler rollers may protrude outward from the rotary plate.

상기 한 쌍의 아이들롤러는 서로 접하는 점이 상기 회전판의 중심축 선상에 항상 위치되도록 배치될 수 있다.The pair of idler rollers may be arranged such that a point of contact with each other is always located on the center axis line of the rotary plate.

상기 한 쌍의 아이들롤러는 서로 접하는 점이 상기 제2관절부의 중심축 선상에 항상 위치되도록 배치될 수 있다.And the pair of idler rollers may be arranged so that a point where they abut each other is always located on the central axis line of the second joint part.

상기 와이어는 상기 한 쌍의 아이들롤러의 접점을 항상 지나갈 수 있다.
The wire can always pass the contact of the pair of idler rollers.

상술한 바와 같은 구조로 이루어진 로봇팔에 따르면, 링크의 각도 변화에 따른 와이어의 길이변화가 발생되지 않아 조작하고자 하는 목표 링크의 제어가 정확하게 이루어질 수 있다.According to the robot arm constructed as described above, since the length of the wire is not changed according to the angle change of the link, the control of the target link to be operated can be accurately performed.

구조가 복잡하지 않아 고장의 우려가 적고, 항상 균일한 조작력을 제공할 수있어 상품의 가치를 증진시킬 수 있다.
The structure is not complicated, there is less fear of failure, the uniform operation force can be always provided, and the value of the product can be improved.

도 1은 종래의 와이어 구동식 로봇팔의 문제점을 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇팔의 구성도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇팔의 A-A 단면도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇팔의 작동 모습을 도시한 도면이다.1 shows a problem of a conventional wire-driven robot arm,
2 is a block diagram of a robot arm according to an embodiment of the present invention.
3 is an AA sectional view of a robot arm according to an embodiment of the present invention,
4 is a view showing an operation of a robot arm according to an embodiment of the present invention.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 로봇팔에 대하여 살펴본다.
Hereinafter, a robot arm according to a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇팔의 구성도로써, 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇팔은 와이어(200)의 단부와 연결되어 와이어(200)의 당김작용시 회전하는 제1관절부(120);상기 제1관절부(120)와 링크로 연결되는 제2관절부(140); 및 상기 제2관절부(140)에 자유회전될 수 있도록 설치된 회전판(310)과 회전판(310)상에 항상 접하도록 마련된 한 쌍의 아이들롤러(331)로 구성되고 상기 와이어(200)가 아이들롤러(331)의 사이를 경유하는 와이어 가이드(300);를 포함한다.
FIG. 2 is a block diagram of a robot arm according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 2, a robot arm according to an embodiment of the present invention is connected to an end of a wire 200, A joint part (120), a second joint part (140) linked with the first joint part (120); And a pair of idle rollers 331 that are always in contact with the rotary plate 310. The wire 200 is wound around the idler roller And a wire guide 300 passing between the first and second wires 331 and 331.

더 구체적으로는, 상기 로봇팔에는 제1링크(110)와 제2링크(130) 및 제3링크(150)가 구비되고, 힌지핀 결합될 수 있도록 관통홀이 형성된 제1링크(110)의 일단과 제2링크(130)의 일단으로 구성된 제1관절부(120), 그리고 관통홀이 형성된 제2링크(130)의 타단과 제3링크(150)의 일단으로 구성된 제2관절부(140)가 구비될 수 있다. 상기 와이어(200)는 당김작용시 제1관절부(120)와 제1링크(110)를 당김방향으로 회전시키는 역할을 수행한다. 상기 제1링크(130)에는 그리퍼(미도시)가 마련거나 또 다른 링크가 마련될 수 있으며, 상기 제3링크(150)의 타단은 로봇팔이 설치되는 로봇 상부몸체(미도시)에 결합되거나 또는 추가적으로 또 다른 링크와 결합될 수도 있다. 또는 상기 제2관절부(130)가 상기 로봇 상부몸체에 결합될 수도 있다.More specifically, the robot arm is provided with a first link 110, a second link 130 and a third link 150, and a first link 110 having a through-hole formed therein so as to be hinge- And a second joint 140 formed of one end of the second link 130 and the other end of the second link 130 having a through hole and one end of the third link 150, . The wire 200 serves to rotate the first joint 120 and the first link 110 in the pulling direction. A gripper (not shown) may be provided on the first link 130 or another link may be provided on the first link 130. The other end of the third link 150 may be coupled to a robot upper body (not shown) Or may additionally be combined with another link. Or the second joint 130 may be coupled to the robot upper body.

한편, 상기 제2링크(130)는 상기 와이어(200)와 별도로 또 다른 와이어(200)와 연결되어 또 다른 와이어(200)의 당김작용에 의한 외력 인가시 상기 제2관절부(140)의 중심점을 축으로 회전할 수 있으며 회전시 상기 제3링크(150)와 소정의 각도를 발생시키게 된다. 종래에는 상기 제2링크(130)와 상기 제3링크(150)가 이루는 각도가 변화될 시 변화되는 각도에 따른 와이어(200)의 길이변화가 발생하는 문제가 있어왔던 것이다. The second link 130 is connected to another wire 200 separately from the wire 200 so that the center point of the second joint 140 when the external force is pulled by another wire 200 And rotate at a predetermined angle with the third link 150 during rotation. There has been a problem in that a change in the length of the wire 200 occurs due to a change in angle when the angle formed by the second link 130 and the third link 150 changes.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇팔에서는 상기 제2링크(130)와 상기 제링크의 각도 변화가 발생하더라도 이에 따른 와이어(200)의 길이변화가 발생하지 않도록 하기 위해, 상기 제2관절부(140)에 상기 와이어 가이드(300)를 마련하여 상기 와이어(200)가 상기 제2관절부(140)의 회전에 관계없이 항상 상기 제2관절부(140)의 중심점을 지나도록 한 것이다.
Therefore, in the robot arm according to the embodiment of the present invention, in order to prevent a change in length of the wire 200 due to a change in angle of the second link 130 and the link, The wire guide 300 is provided on the first joint 140 so that the wire 200 always passes the center point of the second joint 140 regardless of the rotation of the second joint 140.

이를 위한 상기 와이어 가이드(300)의 구성을 도 3을 이용하여 더 상세히 설명하자면, 상기 회전판(310)에는 상기 제2관절부(140)에 삽입되는 삽입축(311)이 마련되고, 상기 삽입축(311)의 외주면에 베어링(312)이 마련되어 상기 제2관절부(140) 및 제3관절부가 상기 삽입축(311)에 대해 자유회동 하도록 마련되어 있다. 3, the rotation plate 310 is provided with an insertion shaft 311 to be inserted into the second joint part 140, and the insertion shaft 311 is inserted into the second joint part 140. Further, 311 are provided with a bearing 312 on the outer circumferential surface thereof so that the second joint part 140 and the third joint part are freely rotatable with respect to the insertion shaft 311.

상기 회전판(310)은 일측면이 외부로 노출되고 타측면이 상기 제2관절부(140)의 내부를 향하도록 마련되며, 상기 삽입축(311)은 상기 회전판(310)의 외주면을 따라 형성되는 원통형의 패널이 될 수도 있고 또는 상기 외전판의 타측면에서 상시 제2관절부(140)의 내부를 향해 연장되는 원기둥의 로드 형상으로 형성될 수도 있다. 상기 삽입축(311)의 형상에 대하여는 다양한 실시예가 가능하다.
The rotation plate 310 is formed such that one side is exposed to the outside and the other side is directed to the inside of the second joint 140. The insertion axis 311 is a cylindrical shape formed along the outer peripheral surface of the rotation plate 310, Or may be formed in a cylindrical rod shape extending from the other side of the outer sheath plate to the inside of the second joint 140 at all times. Various shapes of the insertion shaft 311 are possible.

한편, 상기 회전판(310)의 축방향으로 원형 로드 형상의 한 쌍의 아이들롤러 축(330)이 삽입되고, 상기 아이들롤러 축(330)의 단부에 상기 아이들롤러(331)가 마련됨이 바람직하다.It is preferable that a pair of idle roller shafts 330 having a circular rod shape are inserted in the axial direction of the rotary plate 310 and the idle roller 331 is provided at an end of the idle roller shaft 330.

또한, 상기 한 쌍의 아이들롤러(331)는 상기 회전판(310)의 외측으로 돌출되게 마련됨이 바람직하다. 따라서 상기 아이들롤러 축(330)은 상기 회전판(310)에 삽입시 일단부가 외부로 노출되도록 삽입되고, 상기 노출된 일단부에 상기 아이들롤러(331)가 설치되는 것이다. 상기 아이들롤러(331)는 별도의 상기 아이들 축과 다른 재질의 아이들롤러(331)가 될 수도 있고 또는 상기 아이들롤러 축(330)의 일단부에 외주면을 따라 돌출부를 형성하여 상기 아이들롤러(331)를 구성할 수도 있다. 또한, 상기 아이들롤러 축(330)은 외부에서 상기 회전판(310)에 삽입이 되거나 또는 상기 회전판(310)에서 돌출되는 형태로 마련될 수도 있다.
The pair of idler rollers 331 are preferably protruded to the outside of the rotary plate 310. Accordingly, the idler roller shaft 330 is inserted so that one end of the idler roller shaft 330 is exposed to the outside when inserting the idler roller shaft 330, and the idler roller 331 is installed at the exposed end. The idler roller 331 may be an idler roller 331 different from the idle roller or may be formed at one end of the idler roller shaft 330 along the outer circumferential surface thereof, . The idler roller shaft 330 may be inserted into the rotation plate 310 from the outside or protrude from the rotation plate 310.

한편, 상기 한 쌍의 아이들롤러(331)는 서로 접하는 점이 상기 회전판(310)의 중심축 선상에 항상 위치되도록 배치됨이 바람직하다. 이를 위해 상기 아이들롤러 축(330)과 상기 아이들롤러(331)는 상기 회전판(310)의 중심축선(400)을 중심으로 서로 대면하게 배치됨이 바람직하다. It is preferable that the pair of idler rollers 331 are arranged so that a point of contact between the pair of idler rollers 331 is always positioned on the central axis line of the rotary plate 310. The idle roller shaft 330 and the idle roller 331 are disposed to face each other with respect to the central axis 400 of the rotary plate 310. [

또한, 상기 한 쌍의 아이들롤러(331)는 서로 접하는 점이 상기 제2관절부(140)의 중심축 선상에 항상 위치되도록 배치됨이 바람직하다.It is preferable that the pair of idler rollers 331 are arranged so that a point of contact with each other is always positioned on the central axis line of the second joint part 140.

또한, 상기 와이어(200)는 상기 한 쌍의 아이들롤러(331)의 접점을 항상 지나가도록 함이 바람직하다. 즉, 상기 와이어(200)는 항상 상기 한 쌍의 아이들롤러(331) 사이를 지나가도록 위치되는 것이다.In addition, it is preferable that the wire 200 always pass the contact points of the pair of idler rollers 331. That is, the wire 200 is always positioned to pass between the pair of idle rollers 331.

이로 인해, 상기 회전판(310)의 중심축선(400)이 상기 제2관절부(140)의 중심축선과 항상 일치하게 되어 상기 와이어(200)가 항상 자유회동하는 상기 회전판(310)의 중심축선(400)과 상기 제2링크(130)와 상기 제3링크(150)의 중심축선을 지나가게 되므로써, 상기 와이어(200)가 상기 제2관절부(140)의 회전에 영향을 받지 않고 항상 일정한 지점을 지나도록 할 수 있는 것이다.
The center axis 400 of the rotation plate 310 is always aligned with the center axis of the second joint 140 so that the center axis 400 of the rotation plate 310, And the second link 130 and the third link 150 so that the wire 200 passes the constant point without being affected by the rotation of the second joint 140 .

이제 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇팔의 작동 모습을 설명하기 위하여 도 4를 참고하여 설명하자면, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇팔의 작동 모습을 도시한 도면으로써, 상기한 바와 같이 상기 와이어(200)는 상기 제1링크(110)와 연결되어 있고 상기 한 쌍의 아이들롤러(331)의 사이를 지나가도록 마련되어 있다. 도 4의 (a)는 상기 제2링크(130)와 상기 제3링크(150)가 동일 선상에 위치하게 된 경우로써, 상기 와이어(200)는 상기 회전판(310)의 중심축선(400)을 지나고 있다. 그러다가 상기 제2링크(130)가 외력에 의해 회전하게 되면 상기 제2링크(130)는 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이 회전하게 되고, 함께 상기 제1링크(110)도 이동하게 되어 상기 와이어(200)는 상기 아이들롤러(331)를 중심으로 꺾이게 된다. 이 때 상기 와이어(200)가 꺾임에 따라 상기 회전판(310)도 함께 회전하게 되는데, 상기한 바와 같이 상기 회전판(310)은 상기 제2관절부(140)에 대하여 자유회전이 가능하게 되어있고 상기 와이어(200)의 힘의 평형에 의해 상기 아이들롤러(331)는 항상 상기 와이어(200)의 절곡부에 위치됨으로써, 상기 와이어(200)의 절곡되는 각에 관계없이 항상 상기 와이어(200)의 절곡부의 중심에 위치된다. 즉, 한 쌍의 아이들롤러(331)의 중심을 연결한 선은 항상 상기 와이어(200)가 이루는 각을 이등분하는 것이다.
FIG. 4 is a view illustrating an operation of a robot arm according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 4, The wire 200 is connected to the first link 110 and passes between the pair of idle rollers 331 as shown in FIG. 4A shows a state in which the second link 130 and the third link 150 are positioned on the same line and the wire 200 is positioned on the center axis 400 of the rotation plate 310 It is passing. When the second link 130 is rotated by an external force, the second link 130 rotates as shown in FIG. 4 (b), and the first link 110 moves together with the second link 130 The wire 200 is folded about the idle roller 331. As the wire 200 is bent, the rotation plate 310 rotates together with the rotation plate 310. The rotation plate 310 is freely rotatable with respect to the second joint 140, The idle roller 331 is always positioned at the bent portion of the wire 200 by the balance of the force of the wire 200 so that the bending portion of the wire 200 is always in contact with the bending portion of the wire 200 regardless of the angle at which the wire 200 is bent. . That is, the line connecting the centers of the pair of idler rollers 331 always bisects the angle formed by the wire 200.

상기 회전판(310)이 자유회전되고, 상기 아이들롤러(331)가 한 쌍으로 이루어짐에 따라 상기 와이어(200)의 절곡정도 및 절곡되는 방향, 예를들어 시계방향이든지 반시계방향이든지에 관계없이 상기 와이어(200)를 양방에서 지지해주게되어 상기 와이어(200)가 항상 상기 회전판(310)의 중심축선(400)을 지나도록 할 수 있고, 상기 와이어(200)에 당김작용이 발생되지 않는다면, 와이어(200) 중 처음 상기 회전판(310)의 중심축선(400)상에 위치되는 지점은 상기 와이어(200)가 절곡되어도 계속 상기 회전판(310)의 중심축선(400)상에 위치된다. 따라서 상기 와이어(200) 중 상기 회전판(310)의 중심축선(400)에 위치되는 지점에서부터 상기 제1링크(110)와 연결된 단부까지의 길이는 거의 일정한 상태를 유지하기 때문에 상기 제2링크(130)가 회전하여 상기 와이어(200)에 절곡이 발생한다 하더라도 오작동 및 오조작이 발생되는 것을 방지할 수 있는 것이다. The rotating plate 310 rotates freely and the idle rollers 331 are paired so that the degree of bending of the wire 200 and the direction in which the wire 200 is bent, for example, clockwise or counterclockwise, The wire 200 can be supported on both sides so that the wire 200 can always pass the central axis 400 of the rotary plate 310 and if the wire 200 is not pulled, 200 are positioned on the center axis 400 of the first rotating plate 310 and are positioned on the center axis 400 of the rotating plate 310 even when the wire 200 is bent. Therefore, since the length of the wire 200 from the point located on the center axis 400 of the rotary plate 310 to the end connected with the first link 110 remains substantially constant, the second link 130 Even if the wire 200 is bent, it is possible to prevent malfunction and erroneous operation from occurring.

한편, 상기 아이들롤러(331)의 직경이 과도한 경우에는 상기 와이어(200)의 절곡되는 각이 크게 될 때 상기 와이어(200)가 상기 아이들롤러(331)의 외주면을 타고 이동함에 따른 길이변화가 발생할 수 있기 때문에 상기 아이들롤러(331)의 직경은 허용가능한 상기 와이어(200)의 절곡되는 각의 범위 내에서 외주면에 의한 길이변화를 최소한으로 할 수 있는 정도로 설정함이 바람직하다.
If the diameter of the idler roller 331 is excessively large, a change in length of the wire 200 due to movement of the wire 200 along the outer circumferential surface of the idler roller 331 may occur when the angle of bending of the wire 200 increases. It is preferable that the diameter of the idler roller 331 is set so as to minimize the change in length due to the outer circumferential surface within the allowable range of the bent angle of the wire 200.

상술한 바와 같은 구조로 이루어진 로봇팔에 따르면, 링크의 각도 변화에 따른 와이어(200)의 길이변화가 발생되지 않아 조작하고자 하는 목표 링크의 제어가 정확하게 이루어질 수 있다.According to the robot arm having the above-described structure, since the length of the wire 200 is not changed according to the angle change of the link, the control of the target link to be operated can be accurately performed.

구조가 복잡하지 않아 고장의 우려가 적고, 항상 균일한 조작력을 제공할 수있어 상품의 가치를 증진시킬 수 있다.
The structure is not complicated, there is less fear of failure, the uniform operation force can be always provided, and the value of the product can be improved.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to specific embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the following claims It will be apparent to those of ordinary skill in the art.

110 : 제1링크 120 : 제1관절부
130 : 제2링크 140 : 제2관절부
150 : 제3링크 200 : 와이어
300 : 와이어 가이드 310 : 회전판
311 : 삽입축 312 : 베어링
330 : 아이들롤러 축 331 : 아이들롤러110: first link 120: first joint
130: second link 140: second joint
150: third link 200: wire
300: wire guide 310: spindle
311: Insertion axis 312: Bearing
330: idler roller shaft 331: idler roller

Claims (7)

와이어의 단부와 연결되어 와이어의 당김작용시 회전하는 제1관절부;
상기 제1관절부와 링크로 연결되는 제2관절부;
상기 제2관절부에 자유회전될 수 있도록 설치된 회전판과 회전판상에 항상 접하도록 마련된 한 쌍의 아이들롤러로 구성되고 상기 와이어가 아이들롤러의 사이를 경유하는 와이어 가이드;를 포함하고,
상기 한 쌍의 아이들롤러는 서로 접하는 점이 상기 회전판의 중심축 선상에 항상 위치되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 로봇팔.A first joint part connected to an end of the wire and rotated when pulling the wire;
A second joint part linked with the first joint part;
And a pair of idle rollers provided so as to be in constant contact with the rotary plate, the wire being guided by the wire between the idle rollers,
Wherein the pair of idler rollers are arranged so that a point of contact with each other is always positioned on a center axis line of the rotary plate. 청구항 1에 있어서,
상기 회전판에는 상기 제2관절부에 삽입되는 삽입축이 마련되고, 상기 삽입축의 외주면에 베어링이 마련되어 상기 제2관절부가 상기 삽입축을 중심으로 자유회동 하는 것을 특징으로 하는 로봇팔.The method according to claim 1,
Wherein the rotary plate is provided with an insertion shaft inserted into the second joint part and a bearing is provided on the outer circumferential surface of the insertion shaft so that the second joint part freely rotates about the insertion axis. 청구항 2에 있어서,
상기 회전판의 축방향으로 한 쌍의 아이들롤러 축이 삽입되고, 상기 아이들롤러 축의 단부에 상기 아이들롤러가 마련되는 것을 특징으로 하는 로봇팔.The method of claim 2,
Wherein a pair of idle roller shafts are inserted in the axial direction of the rotary plate and the idle roller is provided at the end of the idle roller shafts. 청구항 1에 있어서,
상기 한 쌍의 아이들롤러는 상기 회전판의 외측으로 돌출되게 마련되는 것을 특징으로 하는 로봇팔.The method according to claim 1,
Wherein the pair of idler rollers are provided so as to protrude outward from the rotary plate. 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 한 쌍의 아이들롤러는 서로 접하는 점이 상기 제2관절부의 중심축 선상에 항상 위치되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 로봇팔.The method according to claim 1,
Wherein the pair of idler rollers are arranged so that a point where they abut each other is always positioned on the central axis line of the second joint part. 청구항 1에 있어서,
상기 와이어는 상기 한 쌍의 아이들롤러의 접점을 항상 지나가는 것을 특징으로 하는 로봇팔.The method according to claim 1,
Wherein the wire always passes the contact of the pair of idler rollers.
KR20130158790A 2013-12-18 2013-12-18 Robot arm KR101510020B1 (en)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20130158790A KR101510020B1 (en) 2013-12-18 2013-12-18 Robot arm
JP2014173025A JP2015116661A (en) 2013-12-18 2014-08-27 Robot arm and robot included therewith
US14/513,848 US9669541B2 (en) 2013-12-18 2014-10-14 Robot arm and robot comprising the same
DE102014221518.8A DE102014221518B4 (en) 2013-12-18 2014-10-23 Robotic arm and robot with robotic arm
CN201410643057.3A CN104723357B (en) 2013-12-18 2014-11-07 Robots arm and robot including the robots arm

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20130158790A KR101510020B1 (en) 2013-12-18 2013-12-18 Robot arm

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101510020B1 true KR101510020B1 (en) 2015-04-07

Family

ID=53032719

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR20130158790A KR101510020B1 (en) 2013-12-18 2013-12-18 Robot arm

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9669541B2 (en)
JP (1) JP2015116661A (en)
KR (1) KR101510020B1 (en)
CN (1) CN104723357B (en)
DE (1) DE102014221518B4 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106426262A (en) * 2016-08-30 2017-02-22 昆山塔米机器人有限公司 Robot arm joint controlled through wire pulling method

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3297515B1 (en) 2015-05-17 2020-07-01 Endochoice, Inc. Endoscopic image enhancement using contrast limited adaptive histogram equalization (clahe) implemented in a processor
DE102016101812B4 (en) * 2016-02-02 2022-12-08 Festo Se & Co. Kg deflection element
JP2018187744A (en) * 2017-05-11 2018-11-29 リバーフィールド株式会社 Wire operation device and wire restraint method
CN107322636A (en) * 2017-09-01 2017-11-07 深圳龙海特机器人科技有限公司 Flexible joint and revolution folding arm
US11707854B2 (en) 2020-09-18 2023-07-25 Boston Dynamics, Inc. Omega wire routing
CN114055448B (en) * 2021-11-18 2023-03-31 中国科学院自动化研究所 Rope-driven snakelike mechanical arm control method, device and equipment

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0677914B2 (en) * 1989-09-21 1994-10-05 工業技術院長 Wire guide mechanism in wire drive arm
KR20130057362A (en) * 2011-11-23 2013-05-31 현대자동차주식회사 Hinge structure with cable-driving type for eliminate of the motion coupling
JP2013244562A (en) * 2012-05-25 2013-12-09 Chuo Univ Joint device, and link mechanism

Family Cites Families (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NO148986C (en) * 1981-10-05 1984-01-25 Ole Molaug ROBOT MANIPULATOR DEVICE
JPS58211888A (en) * 1982-05-31 1983-12-09 松下電器産業株式会社 Industrial robot
JPS597598A (en) * 1982-06-30 1984-01-14 松下電器産業株式会社 Industrial robot
JPS59183394U (en) * 1983-05-18 1984-12-06 三菱電機株式会社 Robot arm wiring
JPS6094U (en) * 1983-06-15 1985-01-05 東京光学機械株式会社 Cord holder used for articulated arms
JPS61500160A (en) * 1983-10-19 1986-01-30 クカ　シユヴアイスアンラ−ゲン　ウント　ロボ−タ−　ゲゼルシヤフト　ミツト　ベシユレンクテル　ハフツング A device that holds and guides the supply line for the manipulator's movable tool on the outside.
JPH02145282A (en) * 1988-11-25 1990-06-04 Agency Of Ind Science & Technol Upper extremity mechanism of human like type
JPH02249894A (en) * 1989-03-20 1990-10-05 Agency Of Ind Science & Technol Arm drive mechanism by means of wire control
JPH0482688A (en) * 1990-07-23 1992-03-16 Res Dev Corp Of Japan Wire driving type multi-joint arm
JP3290709B2 (en) * 1992-09-14 2002-06-10 株式会社東芝 Wire-driven articulated device
US6692485B1 (en) * 1998-02-24 2004-02-17 Endovia Medical, Inc. Articulated apparatus for telemanipulator system
JP2002336307A (en) * 2001-05-14 2002-11-26 Glory Ltd Auxiliary device for moving invalid
JP3912251B2 (en) * 2002-10-02 2007-05-09 株式会社日立製作所 manipulator
US20110132880A1 (en) * 2006-09-26 2011-06-09 Barry Kossowan Apparatus for Coating a Pipe Surface
JP2008229762A (en) * 2007-03-19 2008-10-02 Fanuc Ltd Robot having wire body storing type arm
JP2009197992A (en) * 2008-02-21 2009-09-03 Koji Kanamaru Noninterfering driving mechanism of joint and wire passing through joint
JP5001917B2 (en) * 2008-03-31 2012-08-15 株式会社神戸製鋼所 Wire feeder
CN101323110A (en) * 2008-07-10 2008-12-17 上海交通大学 Large angle rotary type joint mechanism of mechanical arm
US9080425B2 (en) * 2008-10-17 2015-07-14 Foro Energy, Inc. High power laser photo-conversion assemblies, apparatuses and methods of use
CA2747742C (en) * 2008-12-23 2018-01-09 Mako Surgical Corp. End effector with release actuator
KR101685997B1 (en) 2010-01-07 2016-12-13 삼성전자주식회사 Robot hand and robot having the same
JP2011152620A (en) 2010-01-28 2011-08-11 Yaskawa Electric Corp Robot arm driving device
CN102452076A (en) * 2010-11-02 2012-05-16 曹晶晶 Wire rope drive mechanism
AT510886B1 (en) * 2011-01-10 2012-10-15 Fronius Int Gmbh PROCESS FOR INTRODUCING / CHECKING A MOTION FLOW OF A WELDING ROBOT, A WELDING ROBOT AND A CONTROL THEREFOR
KR101258965B1 (en) 2011-03-14 2013-04-29 (주)미래컴퍼니 Gripper using the Link-Structure and the Wire Drive-Mechanism
KR101284987B1 (en) * 2011-09-09 2013-07-10 고려대학교 산학협력단 Torque-free robot arm using multi-DOF counterbalance mechanism based on double parallelogram mechanism
CN102941573B (en) * 2012-11-13 2015-02-25 庄德胜 Rope-driving multi-joint robot
JP5702826B2 (en) * 2013-04-30 2015-04-15 ファナック株式会社 Industrial robot wrist structure
JP6245096B2 (en) * 2014-07-10 2017-12-13 株式会社安川電機 Robot and robot system

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0677914B2 (en) * 1989-09-21 1994-10-05 工業技術院長 Wire guide mechanism in wire drive arm
KR20130057362A (en) * 2011-11-23 2013-05-31 현대자동차주식회사 Hinge structure with cable-driving type for eliminate of the motion coupling
JP2013244562A (en) * 2012-05-25 2013-12-09 Chuo Univ Joint device, and link mechanism

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106426262A (en) * 2016-08-30 2017-02-22 昆山塔米机器人有限公司 Robot arm joint controlled through wire pulling method

Also Published As

Publication number Publication date
CN104723357A (en) 2015-06-24
CN104723357B (en) 2018-10-23
DE102014221518A1 (en) 2015-06-18
US20150165618A1 (en) 2015-06-18
DE102014221518B4 (en) 2020-06-10
JP2015116661A (en) 2015-06-25
US9669541B2 (en) 2017-06-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101510020B1 (en) Robot arm
JP6960900B6 (en) Robot arm
KR101757009B1 (en) Minimally invasive laparoscopic surgical pliers
CN113787538B (en) Driving mechanism, robot device, method, readable medium, and support member
WO2015151898A1 (en) Parallel link mechanism and link actuation device
RU2604249C2 (en) Method of belt, chain or rope tension in universal self-centering system
JP6511939B2 (en) robot
JP2019141996A (en) Torque sensor device and robot arm
KR102127215B1 (en) Link driving apparatus using wire
US8181552B2 (en) Driving apparatus and robot having the same
KR20180066715A (en) Joint assembly and motion assist apparatus comprising thereof
WO2014103550A1 (en) Manipulator
KR20170089729A (en) Robot arm with gravity compensation mechanism
JP6104701B2 (en) Link actuator
KR20190052376A (en) Robot arm extension apparatus and robot including the same
CN111246982B (en) Robot joint device
KR101256788B1 (en) Apparatus for controlling articulative motion
EP2974853A1 (en) Molding drum
WO2018207809A1 (en) Wire operation device and restraining method for wire
CN107598967A (en) Rotating mechanism and positioner
KR102615648B1 (en) Joint apparatus for robot
SU718204A1 (en) Device for straightening long material
WO2021054016A1 (en) Robot hand
JP2009248286A (en) Parallel mechanism
US20160312612A1 (en) Locating Device of Rotary Piston Mechanism

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180329

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190327

Year of fee payment: 5